CN101346667A - 混合传感器系统和方法 - Google Patents

混合传感器系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101346667A
CN101346667A CNA2006800485326A CN200680048532A CN101346667A CN 101346667 A CN101346667 A CN 101346667A CN A2006800485326 A CNA2006800485326 A CN A2006800485326A CN 200680048532 A CN200680048532 A CN 200680048532A CN 101346667 A CN101346667 A CN 101346667A
Authority
CN
China
Prior art keywords
useful load
speed
signal
transition
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006800485326A
Other languages
English (en)
Inventor
M·J·弗沃德尔唐克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN101346667A publication Critical patent/CN101346667A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/709—Vibration, e.g. vibration detection, compensation, suppression or isolation
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

本发明涉及一种混合传感器系统和方法，其包括：速度传感器(52)，其适于被连接成监控有效载荷(58)的速度并且生成速度信号(62)；位置传感器(54)，其适于被连接成监控所述有效载荷(58)的位置并且生成位置信号(64)；以及求和节点(56)，其响应于所述速度信号(62)和所述位置信号(64)以生成混合信号(66)。所述速度信号(62)对于高系统频率主导所述混合信号(66)，所述位置信号(64)对于低系统频率主导所述混合信号(66)，并且所述速度信号(62)与所述位置信号(64)的组合对于中间系统频率主导所述混合信号(66)。

Description

混合传感器系统和方法
技术领域
本发明总体涉及传感系统，更具体来说涉及到具有混合传感器输出的传感系统。
背景技术
某些灵敏的制造工艺需要精确的位置传感仪器来确定组件的位置，比如有效载荷质量相对于参考质量的位置。灵敏的制造工艺的一个例子是用于产生集成电路的光刻。所述光刻工艺需要良好的位置测量来控制振动，所述振动会影响光刻的精度并且会降低所述集成电路的质量。
图1是主动振动隔离系统的示意图。在授予Vervoordeldonk等人的WIPO国际公开No.WO 2005/024266 A1中进一步描述了所述主动振动隔离系统，其标题为“Actuator Arrangement for Active VibrationIsolation Comprising an Inertial Reference Mass(包括惯性参考质量的用于主动振动隔离的致动器设置)”，其被转让给本申请的受让人并且被合并在此以作参考。所述主动振动隔离系统20利用位置传感器26测量有效载荷质量22相对于参考质量24的位置。该有效载荷质量22通过被动隔离42被支撑在地面44上方。来自该位置传感器26的位置信号28被提供到差节点30，该差节点30把该位置信号28与参考位置信号32进行比较，并且生成误差信号34。控制器36响应于该误差信号34以生成控制信号38，该控制信号38被提供到致动器40。该致动器40驱动该有效载荷质量22，以便主动控制该有效载荷质量22的振动。
在利用所述位置传感器26测量所述有效载荷质量22相对于参考质量24的位置时会出现问题。该位置传感器26必须具有较大的动程以便应对有效载荷质量22相对于参考质量24的运动范围，但是该位置传感器26不能有噪声，否则其将在有效载荷质量22中生成振动。例如，主动振动隔离系统的一种设计要求0.5毫米的动程。为了把噪声保持在1纳米以下，所述位置传感器26的信噪比必须大于2×106[信噪比＝动程/噪声＝0.5×10-3/1×10-9＝0.5×106]。这对应于大约114dB的信噪比，这样的信噪比很难(或者不可能)以合理的成本实现。可以制造定制电容性位置传感器以便满足该要求，但是所述定制电容性位置传感器极为昂贵。编码器无法虑及所述有效载荷质量22在除了将被测量的方向之外的其他方向上相对于参考质量24的移动。干涉仪也极为昂贵。
对来自所述电容性位置传感器26的位置信号28进行低通过滤可以抑制高频噪声，但是由于稳定性和/或性能原因，低通过滤常常是不可能的。所述有效载荷质量22的真实动态行为不同于图1中示出的刚性体，并且高传感器带宽对于创建或保持用于实际应用的稳定控制环路来说是十分重要的。为了建立稳定的控制环路，所述控制系统必须能够应对出现在所述控制环路中的任何共振。低通过滤可以使得这一点成为不可能。
希望具有一种能够克服上述缺陷的混合传感器系统和方法。
发明内容
本发明的一方面提供一种混合传感器系统，其包括：速度传感器，其适于被连接成监控有效载荷的速度并且生成速度信号；位置传感器，其适于被连接成监控所述有效载荷的位置并且生成位置信号；以及求和节点，其响应于所述速度信号和位置信号生成混合信号。所述速度信号对于高系统频率主导所述混合信号，所述位置信号对于低系统频率主导所述混合信号66，并且所述速度信号与位置信号的组合对于中间系统频率主导所述混合信号。
本发明的另一方面提供一种用于混合传感器的方法，该方法包括：测量有效载荷的位置；测量所述有效载荷的速度；以及响应于所述位置和速度控制到所述有效载荷的力。
本发明的另一方面提供一种混合传感器系统，该系统包括：用于测量有效载荷的位置的装置；用于测量所述有效载荷的速度的装置；以及用于响应于所述位置和速度控制到所述有效载荷的力的装置。
通过结合附图阅读下面对当前优选的实施例的详细描述，本发明的前述和其他特征和优点将变得显而易见。所述详细描述和附图仅仅说明而非限制本发明，本发明的范围由所附权利要求书及其等效表述限定。
附图说明
图1是主动振动隔离系统的示意图；
图2是包括根据本发明制造的混合传感器系统的主动振动隔离系统的示意图；
图3是包括根据本发明制造的混合传感器系统的主动振动隔离系统的模型的方框图；
图4A和4B分别是对应于包括根据本发明制造的混合传感器系统的主动振动隔离系统的幅度与频率以及相位与频率的关系曲线图；
图5是根据本发明制造的混合传感器系统的另一个实施例的方框图；以及
图6是根据本发明制造的混合传感器系统电路的示意图。
具体实施方式
图2是包括根据本发明制造的混合传感器系统的主动振动隔离系统的示意图。所述混合传感器系统50包括速度传感器52、速度增益90、位置传感器54、位置设置点求和节点94、位置增益92以及速度/位置求和节点56。有效载荷质量58通过被动隔离88被支撑在地面86上方。所述速度传感器52适于被连接成监控该有效载荷58的速度并且生成速度信号62，该速度信号62被提供到该速度增益90。该速度增益90响应于该速度信号62处理(即放大和/或缓冲)该速度信号62并且生成经过调节的速度信号91。所述位置传感器54适于被连接成监控所述有效载荷58的位置并且生成位置信号64，该位置信号64被提供到所述位置设置点求和节点94。该位置设置点求和节点94把所述位置信号64与参考位置信号72进行比较，以便生成位置误差信号93。该位置误差信号93被提供到所述位置增益92，该位置增益92生成经过调节的位置误差信号95。该位置增益92处理(即放大和/或缓冲)该位置误差信号93。所述求和节点56响应于所述经过调节的速度信号91和经过调节的位置误差信号95生成混合信号66。
不同信号在不同的频率范围内主导所述混合信号66，也就是说，不同的信号在不同的频率范围内是对该混合信号66的主要贡献。该混合信号66对于低系统频率主要是所述位置信号64，该混合信号66对于高系统频率主要是所述速度信号62，并且该混合信号66对于中间系统频率主要是该位置信号64与该速度信号62的组合。在一个实施例中，所述低系统频率是从大约0Hz到大约5-10Hz，所述中间系统频率是从大约5-10Hz到大约20Hz，并且所述高系统频率是高于大约20Hz。本领域技术人员将认识到，在所述低系统频率、中间系统频率与高系统频率之间的过渡可以随着针对特定应用选择的相对的位置传感器和速度传感器贡献以及所述特定应用的系统动态而改变。本领域技术人员还将认识到，所述过渡发生的方式对于闭环的稳定性有很大影响，也就是说必须针对特定应用仔细调整所述过渡。
所述主动振动隔离系统70采用所述混合传感器系统50来监控所述有效载荷58的位置和速度并且提供所述混合信号66。该混合信号66通过调谐节点74以便生成经过调谐的信号76。该经过调谐的信号76被提供到控制器78，该控制器78把控制信号80提供到致动器82以便驱动该有效载荷58。所述位置传感器54监控该有效载荷58的位置。在一个实施例中，该位置传感器54监控该有效载荷58相对于参考质量84的位置，该参考质量84被软悬挂在支架86上方以便最小化该参考质量84的振动。
所述速度传感器52可以是适于监控所述有效载荷58的速度并且生成速度信号62的任何速度传感器。在一个实施例中，该速度传感器52是检波器。检波器通常使用移动线圈作为磁场中的悬挂质量，以便感测该移动线圈与外壳之间的相对速度。所述线圈输出电压对于高于共振频率的频率与所述相对速度近似成比例。所述线圈输出电压是所述速度信号62，其表示由所述速度传感器52感测到的所述有效载荷58的速度。一个示例性检波器是可以从Texas的Houston的GeospaceTechnologies获得的GS-11D型号。该GS-11D型号具有大约4.5Hz的共振频率。本领域技术人员将认识到，可以在使用扩展过滤器的情况下把检波器使用在低于所述共振频率的非理想范围内，但是在所述谐振频率之上使用所述检波器时这种过滤是不必要的。在另一个实施例中，所述速度传感器52是具有积分输出的加速度计，其适于被附着到所述有效载荷58上以便提供所述速度信号62。
所述位置传感器54可以是适于监控所述有效载荷58的位置并且生成位置信号64的任何位置传感器。该位置传感器54最适用于低系统频率和中间系统频率，比如大约0Hz到大约5-10Hz。在一个实施例中，该位置传感器54是电容性传感器。电容性传感器通常通过监控两个电极之间的电容来测量距离，每一个所述电极适于附着到将测量其间的距离的两个组件的其中之一上。对于所述主动振动隔离系统的例子，一个电极适于附着到所述有效载荷58上，并且另一个电极适于附着到所述参考质量84上。在一个实施例中，所述参考质量84是其中一个所述电极。在另一个实施例中，其中一个电极适于附着到所述有效载荷58上，并且另一个电极适于附着到所述支架86上。适于用作所述位置传感器的一种示例性电容性传感器是C2-A型号电容性传感器探头，其由可以从Minnesota的St.Paul的Lion Precision获得的DMT20型号单灵敏度探头驱动器模块来驱动。本领域技术人员将认识到，所述位置传感器54不限于电容性传感器，并且该位置传感器54可以是具有针对特定应用的适当噪声和动程的任何位置传感器。例如，该位置传感器54可以是适于虑及所述有效载荷58的6个自由度的编码器，比如具有虑及该有效载荷58的倾斜和/或水平运动的中间体的编码器。
在操作中，所述位置传感器54测量所述有效载荷58相对于所述参考质量84的位置，并且所述速度传感器52测量该有效载荷58的速度。对于低系统频率响应于所述位置来控制从所述致动器82给该有效载荷58的力，对于高系统频率响应于所述速度来控制该力，并且对于中间系统频率则响应于所述位置与速度的组合来控制该力。在一个实施例中，所述低系统频率是从大约0Hz到大约5-10Hz，所述中间系统频率是从大约5-10Hz到大约20Hz，并且所述高系统频率是高于大约20Hz。
可以通过与仅仅使用位置传感器作为到比例-微分(PD)控制器的输入的控制系统进行比较来解释这里描述的同时使用位置传感器和速度传感器的控制系统的动作。通过仅仅使用具有位置输出信号pos的位置传感器，所述PD控制器的输出u为：
u = - ( k p · pos + k d · d dt ( pos ) ) - - - ( 1 )
通过同时使用位置传感器和速度传感器，其中所述位置传感器具有位置输出信号pos并且所述速度传感器具有速度输出信号vel，所述PD控制器的输出u为：
u＝-(kp·pos+kd·vel)(2)
等式(1)和(2)几乎是完全相同的，其不同之处在于，所述速度输出信号vel在等式(2)中是直接测量的，而不是像在等式(1)中那样是从所述位置输出信号pos导出的。因数kp和kv具有不同的单位，以便使得所述求和在量纲方面是正确的。
可以通过以下方式在特定应用中按照期望应用通过使用所述混合传感器系统而得到的性能改进：放松对应于所述位置传感器的噪声级规范；提高所述主动振动隔离系统的信噪比；增大所述控制器带宽；或者上述措施的某种组合。在一个例子中，具有从0-1kHz的平坦噪声谱的位置传感器以及0.1毫米/秒2one-sigma的可允许有效载荷噪声级的主动振动隔离系统在没有所述混合传感器系统的情况下将需要具有从0-1kHz低于2纳米one-sigma的噪声的位置传感器，但是在具有所述混合传感器系统的情况下则需要具有低于25纳米one-sigma的噪声的位置传感器。在另一个例子中，具有从0-100Hz的平坦噪声谱的位置传感器以及0.1毫米/秒2one-sigma的可允许有效载荷噪声级的主动振动隔离系统在没有所述混合传感器系统的情况下将需要具有从0-100Hz低于1.7纳米one-sigma的噪声的位置传感器，但是在具有所述混合传感器系统的情况下则需要具有低于5纳米one-sigma的噪声的位置传感器。
图3是包括根据本发明制造的混合传感器系统的主动振动隔离系统的模型的方框图。该模型示出了包括混合传感器系统的主动振动隔离系统的操作。该模型100包括对应于地板位移102、伺服力104和电容性传感器噪声106的输入。该模型100生成对应于所感测到的有效载荷位置107、所感测到的有效载荷速度108、混合信号110、有效载荷位置112以及有效载荷加速度114的输出。所述地板位移102被提供到参考质量动态块116，其对所述参考质量的响应进行建模，以便生成参考质量位置118。该地板位移102(比如地板振动)以及所述伺服力104被提供到有效载荷动态块120，其对所述有效载荷的响应进行建模，以便生成所述有效载荷位置112、有效载荷加速度114以及有效载荷速度122。在差节点124处对所述参考质量位置118与所述有效载荷位置112进行比较，以便生成参考质量/有效载荷位置差126，在求和节点128处把该参考质量/有效载荷位置差126与所述电容性传感器噪声106相组合，以便生成所感测到的有效载荷位置107。该电容性传感器噪声106对来自所述位置传感器的噪声进行建模。在一个实施例中，利用可选的位置过滤器130对所感测到的有效载荷位置107进行过滤，以便生成经过过滤的所感测到的有效载荷位置132，其被提供到求和节点134。在另一个实施例中，省略该可选的位置过滤器130，并且把所感测到的有效载荷位置107提供到求和节点134。
所述有效载荷速度122被提供到检波器动态块136，其对所述检波器的响应进行建模，以便生成所感测到的有效载荷速度108。在一个实施例中，利用可选的速度过滤器138对所感测到的有效载荷速度108进行过滤，以便生成经过过滤的所感测到的有效载荷速度139，其被提供到求和节点134。在另一个实施例中，省略该可选的速度过滤器138，并且把所感测到的有效载荷速度108提供到求和节点134。所述经过过滤的所感测到的有效载荷位置132与所述经过过滤的所感测到的有效载荷速度139在所述求和节点134处被组合，以便生成所述混合信号110。该混合信号110被提供到控制器140，该控制器140生成作用在所述有效载荷上的伺服力104。
图4A和4B分别是对应于如在图3中所建模的包括根据本发明制造的混合传感器系统的主动振动隔离系统的幅度与频率以及相位与频率的关系曲线图。图4A和4B作为频率的函数示出了所述位置传感器和速度传感器(在该例中是检波器)对所述混合传感器系统的贡献。在图4A和4B中给出的开环结果表明闭环是稳定的。
参照图4A，对应于位置传感器的曲线B和对应于所述检波器的曲线C被求和以便生成曲线A，其是所述开环结果的幅度部分。对应于位置传感器的曲线B从低于大约5Hz居主导地位。对应于所述检波器的曲线C在高于大约20Hz居主导地位。从大约5Hz到20Hz，对应于位置传感器的曲线B和对应于所述检波器的曲线C的贡献相等。在该实施例中，所述检波器和所述位置传感器的特性使得所述检波器的贡献对于低频滚降并且使得所述位置传感器的贡献对于高频滚降，从而不需要专门的过滤来强制这些特性。当所述检波器和位置传感器的特性不合期望时，可以通过利用对所述速度信号和/或位置信号的过滤作为频率的函数来优化所期望的主导性。本领域技术人员将认识到，在低频与高频之间的中间区域内的过渡会影响稳定性和性能，因此必须针对特定应用仔细调整所述过渡。可以使用精细调谐来改进通过对所述位置和速度信号的静态加权所实现的性能。
图5是根据本发明制造的混合传感器系统的另一个实施例的方框图，其中与图2相同的元件用相同的附图标记表示。混合传感器系统的该例包括过滤器和放大器，可能需要所述过滤器和放大器来适应系统动态和/或提供精细调谐。所述混合传感器系统150包括位置传感器低通过滤器152、位置放大器154、速度/位置求和节点56、速度传感器低通过滤器156以及速度放大器160。所述位置传感器低通过滤器152接收来自所述位置传感器(未示出)的位置信号64，并且生成经过过滤的位置信号153。该经过过滤的位置信号153被提供到所述位置放大器154，该位置放大器154生成放大的经过过滤的位置信号155，其被提供到所述求和节点56。该位置放大器154处理(即放大和/或缓冲)该经过过滤的位置信号153。所述速度传感器低通过滤器156接收来自所述速度传感器(未示出)的速度信号62，并且生成经过过滤的速度信号158。该经过过滤的速度信号158被提供到所述速度放大器160，该速度放大器160生成放大的经过过滤的速度信号162，其被提供到所述求和节点56。该速度放大器160处理(即放大和/或缓冲)该经过过滤的速度信号158。该求和节点56组合所述放大的经过过滤的位置信号155与所述放大的经过过滤的速度信号162，以便生成所述混合信号66。
所述位置传感器低通过滤器152衰减来自所述位置传感器的噪声，所述噪声可能会传递到所述混合信号66。所述速度传感器低通过滤器156衰减来自所述速度传感器的噪声，所述噪声可能会传递到所述混合信号66。在一个实施例中，所述位置传感器低通过滤器152和/或速度传感器低通过滤器156是分别具有大约15和200Hz的拐角频率的一阶低通过滤器。所述放大器160放大所述经过过滤的速度信号158，以便相对于所述位置传感器的贡献增大所述速度传感器对所述混合信号66的贡献。在一个实施例中，该放大器160的增益为2.5。
本领域技术人员将认识到，可以向所述混合传感器系统150添加附加的过滤器和放大器，以便针对特定应用改进性能。在一个例子中，可以添加平滑过滤器来平滑从位置传感器(位置信号)主导性到速度传感器(速度信号)主导性的过渡，即从低系统频率到中间系统频率的过渡以及从中间系统频率到高系统频率的过渡。在另一个例子中，可以添加多种其他过滤器(比如低通过滤器、一般二阶过滤器和/或陷波过滤器)来保持环路稳定性。在另一个例子中，可以提供放大器来放大所述混合信号66。
图6是根据本发明制造的混合传感器系统电路的示意图。该混合传感器系统电路200在±V_位置端子202处连接到所述位置传感器(未示出)，并且在±V_速度端子204处连接到所述速度传感器(未示出)。位置信号调节仪器放大器206把所述±V_位置端子202处的差分电压转换成位置信号264，其被提供到位置传感器低通过滤器252。该位置传感器低通过滤器252具有低通过滤器电路251和电压跟随器253，该低通过滤器电路251包括电阻器R3和电容器C1，该电压跟随器253包括运算放大器U3A。该电容器C1连接到公共接地。在该例中，该低通过滤器电路具有大约15Hz的拐角频率。该位置传感器低通过滤器252生成经过过滤的位置信号254，其被提供到速度/位置求和节点356。
速度信号调节仪器放大器208把所述±V_速度端子204处的差分电压转换成速度信号262，其被提供到速度低通过滤器256。该速度低通过滤器256具有低通过滤器电路并且生成经过过滤的速度信号258，该低通过滤器电路包括电阻器R4和电容器C2。该电容器C2连接到公共接地。在该例中，该低通过滤器电路具有大约200Hz的拐角频率。速度放大器260包括运算放大器U3B，其具有分压器，该分压器包括设置所述放大器增益的电阻器R9和R10。在该例中，所述放大器增益是2.5。该速度放大器260响应于来自所述速度传感器低通过滤器256的经过过滤的速度信号258，并且生成放大的经过过滤的速度信号362，其被提供到所述速度/位置求和节点356。
所述速度/位置求和节点356从所述经过过滤的位置信号254和所述放大的经过过滤的速度信号362生成所述混合信号66。该速度/位置求和节点356包括电阻器R5、R6、R7和R8以及运算放大器U4。在该例中，电阻器R7和R8的电阻器值可以被用来改变该速度/位置求和节点356的增益。本领域技术人员将认识到，所述混合传感器系统电路200是混合传感器系统电路的一个例子，并且可以针对特定应用选择适当的特定组件和值。
虽然参照特定实施例描述了本发明，但是可以认识到，在不偏离如所附权利要求书所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以想到许多变型。因此，说明书和附图应当被认为是说明性的，而不意图限制所附权利要求书的范围。
在解释所附权利要求书时，应当认识到：
a)“包括”一词不排除未在给定权利要求中列出的其他元件或步骤的存在；
b)元件之前的“一个”不排除多个这种元件的存在；
c)权利要求书中的附图标记不限制其范围；
d)几个“装置”可以由相同的项目或硬件或软件实现的结构或功能表示；
e)任何所公开的元件可以由硬件部分(例如包括分立和集成电子电路)、软件部分(例如计算机程序)及其任意组合构成；
f)硬件部分可以由模拟和数字部分当中的一项或全部两项构成；
g)除非另行声明，否则任何所公开的设备或其部分可以被组合在一起或者可以被进一步分成其他部分；以及
h)除非具体指出，否则不要求特定的步骤序列。

Claims (25)

1、一种混合传感器系统，其包括：
速度传感器52，其适于被连接成监控有效载荷58的速度并且生成速度信号62；
位置传感器54，其适于被连接成监控所述有效载荷58的位置并且生成位置信号64；以及
求和节点56，其响应于所述速度信号62和位置信号64以生成混合信号66；
其中，所述速度信号62对于高系统频率主导所述混合信号66，所述位置信号64对于低系统频率主导所述混合信号66，并且所述速度信号62与所述位置信号64的组合对于中间系统频率主导所述混合信号66。
2、权利要求1的系统，其中，所述中间系统频率是从大约5-10Hz到大约20Hz。
3、权利要求1的系统，还包括参考质量84，其中相对于所述参考质量84监控所述有效载荷58的位置。
4、权利要求1的系统，还包括：
控制器78，其响应于所述混合信号66以生成控制信号80；以及
致动器82，其响应于所述控制信号80并且适于被连接成驱动所述有效载荷58。
5、权利要求1的系统，其中，所述速度传感器52是从包括检波器和加速度计的组中选择的。
6、权利要求1的系统，其中，所述位置传感器54是从包括电容性传感器和具有中间体的编码器的组中选择的。
7、权利要求1的系统，还包括位置传感器低通过滤器152，其适于被连接成从所述位置信号64中滤除噪声。
8、权利要求1的系统，还包括速度传感器低通过滤器156，其适于被连接成从所述速度信号62中滤除噪声。
9、权利要求1的系统，还包括位置放大器154，其适于被连接成处理所述位置信号64。
10、权利要求1的系统，还包括速度放大器160，其适于被连接成处理所述速度信号62。
11、权利要求1的系统，还包括过滤器，其适于被连接成平滑频率过渡，所述频率过渡是从包括低系统频率到中间系统频率的过渡和中间系统频率到高系统频率的过渡的组中选择的。
12、一种用于混合传感器的方法，该方法包括：
测量有效载荷的位置；
测量所述有效载荷的速度；以及
响应于所述位置和速度控制到所述有效载荷的力。
13、权利要求12的方法，其中，所述控制包括：对于低系统频率响应于所述位置控制到所述有效载荷的力，对于高系统频率响应于所述速度控制到所述有效载荷的力，以及对于中间系统频率响应于所述位置与所述速度的组合来控制到所述有效载荷的力。
14、权利要求13的方法，其中，所述中间系统频率是从大约5-10Hz到大约20Hz。
15、权利要求12的方法，其中，所述测量位置包括测量相对于参考质量的位置。
16、权利要求12的方法，其中，所述测量位置还包括过滤所述位置。
17、权利要求12的方法，其中，所述测量速度还包括过滤所述速度。
18、权利要求12的方法，其中，所述控制到所述有效载荷的力还包括在过渡时平滑所述力，所述过渡是从包括低系统频率到中间系统频率的过渡和中间系统频率到高系统频率的过渡的组中选择的。
19、一种混合传感器系统，该系统包括：
用于测量有效载荷的位置的装置；
用于测量所述有效载荷的速度的装置；以及
用于响应于所述位置和速度控制到所述有效载荷的力的装置。
20、权利要求19的系统，其中，所述用于控制的装置包括用于执行以下操作的装置：对于低系统频率响应于所述位置控制到所述有效载荷的力，对于高系统频率响应于所述速度控制到所述有效载荷的力，以及对于中间系统频率响应于所述位置与所述速度的组合来控制到所述有效载荷的力。
21、权利要求20的系统，其中，所述中间系统频率是从大约5-10Hz到大约20Hz。
22、权利要求19的系统，其中，所述用于测量位置的装置包括用于测量相对于参考质量的位置的装置。
23、权利要求19的系统，其中，所述用于测量位置的装置还包括用于过滤所述位置的装置。
24、权利要求19的系统，其中，所述用于测量速度的装置还包括用于过滤所述速度的装置。
25、权利要求19的系统，其中，所述用于控制到所述有效载荷的力的装置包括用于在过渡时平滑所述力的装置，所述过渡是从包括低系统频率到中间系统频率的过渡和中间系统频率到高系统频率的过渡的组中选择的。
CNA2006800485326A 2005-12-20 2006-12-14 混合传感器系统和方法 Pending CN101346667A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US75208205P 2005-12-20 2005-12-20
US60/752,082 2005-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101346667A true CN101346667A (zh) 2009-01-14

Family

ID=38189052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006800485326A Pending CN101346667A (zh) 2005-12-20 2006-12-14 混合传感器系统和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090164051A1 (zh)
EP (1) EP1966653A2 (zh)
JP (1) JP2009520202A (zh)
KR (1) KR20080077374A (zh)
CN (1) CN101346667A (zh)
WO (1) WO2007072357A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103547967A (zh) * 2011-04-21 2014-01-29 卡尔蔡司Smt有限责任公司 用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009009562A1 (de) * 2009-02-19 2010-09-09 Integrated Dynamics Engineering Gmbh Kombinierter Bewegungssensor zum Einsatz in Feedback-Regelsystemen zur Schwingungsisolation
JP5414546B2 (ja) * 2010-01-12 2014-02-12 キヤノン株式会社 容量検出型の電気機械変換素子
JP5641878B2 (ja) 2010-10-29 2014-12-17 キヤノン株式会社 振動制御装置、リソグラフィー装置、および、物品の製造方法
WO2013012496A1 (en) * 2011-07-19 2013-01-24 Conocophillips Company Multiple frequency geophone strings
US8928390B2 (en) * 2013-03-22 2015-01-06 Analog Devices Global Method to improve response speed of RMS detectors
JP6302305B2 (ja) * 2014-03-18 2018-03-28 キヤノン株式会社 振動低減装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法
CN108121166B (zh) * 2016-11-30 2020-01-24 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种主动吸振器及微动台
CA2950508A1 (en) 2016-12-02 2018-06-02 National Research Council Of Canada Compact vibration reducing human support

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4556962A (en) * 1981-08-03 1985-12-03 Bernard Widrow Seismic exploration method and apparatus for cancelling interference from seismic vibration source
IL77057A (en) * 1985-03-26 1990-03-19 Wright Barry Corp Active vibration isolation system
DE3738284A1 (de) * 1986-12-09 1988-06-30 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur aktiven fahrwerkregelung bei kraftfahrzeugen
JP2962046B2 (ja) * 1992-05-15 1999-10-12 日産自動車株式会社 サスペンションの振動入力推定装置
US5424950A (en) * 1992-06-02 1995-06-13 Honeywell Inc. Vehicle control surface position feedback compensator for reducing vehicle oscillation
US5660255A (en) * 1994-04-04 1997-08-26 Applied Power, Inc. Stiff actuator active vibration isolation system
JP3306301B2 (ja) * 1996-06-26 2002-07-24 日立建機株式会社 建設機械のフロント制御装置
US6781284B1 (en) * 1997-02-07 2004-08-24 Sri International Electroactive polymer transducers and actuators
US6026339A (en) * 1997-06-12 2000-02-15 Trw Inc. Apparatus and method for providing an inertial velocity signal in an active suspension control system
US6137255A (en) * 1999-07-30 2000-10-24 Otis Elevator Company Apparatus and method of controlling a linear motor door operator
US7020045B2 (en) * 2001-10-17 2006-03-28 Read Asa Block and module for seismic sources and sensors
JP3832338B2 (ja) * 2001-12-25 2006-10-11 松下電工株式会社 電歪ポリマーアクチュエータ
US20040002849A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-01 Ming Zhou System and method for automatic retrieval of example sentences based upon weighted editing distance
EP1664587B1 (en) * 2003-09-05 2010-11-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Actuator arrangement for active vibration isolation comprising an inertial reference mass

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103547967A (zh) * 2011-04-21 2014-01-29 卡尔蔡司Smt有限责任公司 用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置
CN103547967B (zh) * 2011-04-21 2016-08-31 卡尔蔡司Smt有限责任公司 用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007072357A2 (en) 2007-06-28
KR20080077374A (ko) 2008-08-22
EP1966653A2 (en) 2008-09-10
WO2007072357A3 (en) 2007-10-25
JP2009520202A (ja) 2009-05-21
US20090164051A1 (en) 2009-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101346667A (zh) 混合传感器系统和方法
Emmerich et al. Magnetic field measurements with a novel surface micromachined magnetic-field sensor
CN103292892B (zh) 低频、小幅度振动信号的测量方法及装置
EP1790988B1 (en) Detection circuit using a differential capacitive sensor with input-common-mode control in a sense interface
US20030140699A1 (en) Micro-machined accelerometer
US6305222B1 (en) Road vibration compensated angular rate sensor
EP0729010A1 (en) Method and apparatus for compensation of micromachined sensors
US7355318B2 (en) Micromachined device utilizing electrostatic comb drives to filter mechanical vibrations
Van Kampen et al. Application of electrostatic feedback to critical damping of an integrated silicon capacitive accelerometer
Homeijer et al. Hewlett packard's seismic grade MEMS accelerometer
US20050217375A1 (en) Sensor system
KR20040086789A (ko) 진동형 각속도 센서
Ye et al. High-performance closed-loop interface circuit for high-Q capacitive microaccelerometers
US20040027033A1 (en) Solid-state acceleration sensor device and method
US20080246200A1 (en) Vibration Isolation System and Method
US6918282B2 (en) Self-test circuit and method for testing a microsensor
US6588276B2 (en) Acceleration sensor
CN202710172U (zh) 低频、小幅度振动信号的测量装置
Hao et al. A micromechanical mode-localized voltmeter
Takao et al. A monolithically integrated three-axis accelerometer using CMOS compatible stress-sensitive differential amplifiers
CN112798820A (zh) Mems器件
JPH11148815A (ja) サーボ型変位センサ
Suster et al. Remote-powered high-performance strain sensing microsystem
Veitch et al. Can piezoelectric accelerometers be used to actively damp the mechanical suspensions in laser interferometric gravitational wave detectors
Ward et al. Performance limitations of surface-machined accelerometers fabricated in polysilicon gate material

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090114